Последовательность выполнения

Исходные данные:

Изгибаемый момент М = … кН∙м

Размеры сечения: b = … мм, h = … мм.

Бетон тяжелый класса …

Арматура класса …

ПОРЯДОК РАСЧЕТА

1. Расчетные характеристики и коэффициенты.

По таблицам СП [2] находятся значения R_b(табл.), γ_b1, R_s и вычисляется

R_b = γ_b1 ∙ R_b(табл.).

2. Вычисляется граничная относительная высота сжатой зоны ξ_R .

3. Вычисляется значение h₀ (рабочая высота сечения)

h₀ = h – a,

Принимаем величину a. Считая, что арматура расположена в два ряда, можно принять

a = 0,1h, и не менее 65 мм

4. Проверяем необходимость условия постановки рабочей расчетной арматуры в сжатой зоне.

Полагаем, что балка проектируется с одиночной арматурой, тогда

Сравниваются α_m и α_R . Если α_m < α_R , сжатая арматура по расчету не требуется. Если α_m > α_R , требуется увеличить сечение или повысить класс бетона, или установить сжатую арматуру, что и следует выполнить в данной задаче (о чем делается запись).

5. Принимаем а' = 40 мм (сжатая арматура располагается в один ряд) и определяем площадь сжатой арматуры по формуле

6. Определяется растянутая арматура

Рис. 2.1. Армирование балки прямоугольного сечения двойной арматурой (пример)

7. По найденным из расчета площадям сечения арматуры А_s и А_u с помощью таблицы сортамента арматуры (Приложение В8) подбираются число n и диаметр d продольных рабочих стержней, которые размещаются в растянутой и сжатой зонах балки на сварных каркасах, подсчитываются и выписываются в тексте задачи отвечающая принятым n и d фактическая суммарная площадь сечения стержней А_s(реал.), в мм² . Следует избегать применение d крупнее 32 мм. Число сжатых стержней всегда равно числу каркасов.

8. Вычерчивается чертеж-схема армирования сечения балки с изображением на чертеже каркасов и всей арматуры на них с подписью диаметров стержней и проставлением фиксирующих положение каркасов и стержней размеров. На чертеже-схеме сечения указываются действительное значение а. Если оно несколько отличается от предварительно принятого в п.1 задачи, это обстоятельство не требует уточнения расчета.

ЗАДАЧА 8.

Определить продольную арматуру (количество и диаметр стержней) железобетонный колонны и проверить ее несущую способность, используя приближенный способ расчета в форме центрального сжатия. Исходные данные приведены в таблице А8.

Последовательность выполнения

Исходные данные:

Расчетные усилия N_v =… кН, М_v = … кН∙м

Коэффициенты доли постоянной и длительной нагрузок в общей нагрузке k_N = k_M

Геометрическая длина колонны l = … м, коэффициент приведения расчетной длины μ = … .

Размеры квадратного сечения: b = h = … мм

Бетон тяжелый класса …

Арматура класса …

ПОРЯДОК РАСЧЕТА

1. Расчетные характеристики и коэффициенты.

По таблицам СП [2] находятся значения R_b(табл.), γ_b1, R_s и вычисляется

R_b = γ_b1 ∙ R_b(табл.).

2. Уточняется значение длительной нагрузки

N_l = k_N N_v , M_l = k_M M_v

3. Устанавливается для исходных данных задания возможность расчета сечения из условия (в форме центрального сжатия)

N < N_oh

Согласно п. 6.2.17 [2] критерием допустимости такого расчета является удовленторение следующим требованиям, которые и проверяются:

- эксцентриситет продольной силы ;

- гибкость

где h – сторона сечения колонны, параллельная плоскости изгиба; е_о – эксцентриситет продольной силы, принимаемый наибольшим из фактического и случайного е_а

Из трех рассматриваемых в [2, п. 4.2.6] возможных значений величины случайного эксцентриситета е_а: е_а = l/600 (где l – длина элемента). е_а = h/30 и ). е_а = 10 мм принимается наибольшее.

Следует заметить, что в соответствии с п. 3.58 [4] эту форму расчета можно использовать для сжатых элементов из бетона класса В15 – В35.

На основании проверки этих требований в тексте решаемой задачи словами записывается вывод о допустимости выполнения расчета в форме п. 6.2.17 [2] центрального сжатия.

4. Определяется отношения l₀/h, по которому по п. 6.2.17 [2] (см. приложение В5) находятся величины коэффициентов φ₁ для случаев действия постоянной и длительной нагрузки и φ₂ для случая общей нагрузки с учетом кратковременной.

5. По полученным значениям φ₁ (по двум видам нагрузок) определяем требуемую площадь всей продольной арматуры по формуле

Принимается вариант, в котором больше требуемая площадь продольной арматуры.

6. По требуемому значению А_s,tot подбирается количество и диаметр стержней арматуры. Продольную арматуру в колоннах со случайным эксцентриситетом размещают равномерно по периметру нормального сечения с обязательной постановкой стержней в углах. Для сборных колонн диаметр стержней продольной арматуры принимается не менее 16 мм. Целесообразно принимать меньшее количество стержней большого диаметра, но допускается два разных диаметра при разности между ними не более 6 мм, лучше – 4 мм; в этом случае стержни более крупного диаметра ставятся в углы. Количество стержней на стороне сечения принимается в зависимости от размера стороны сечения и расстояния в осях между угловыми стержнями. Минимальное количество стержней в сечениях колонны показано на рис. 2.2. При сварных каркасах в стороне сечения h > 500 мм промежуточные стержни соединяются шпильками диаметр и шаг которых принимаются равными диаметру и шагу основных хомутов (см. приложение Б2).

7. Проверяем требование СНиП о минимальном армировании

μ%_tot > μ%_{tot, min}

значения μ%_{tot, min} принимаются в соответствии с указаниями п. 3.2.4 [2] (см. приложение В 6)

8. Определяется несущая способность сечения колонны с учетом фактически принятой арматуры

N_ult = φ (R_b A + R_sc A_s,tot)

9. Проверяется условие прочности (несущей способности) сечения

N < N_ult

и делается вывод о ее обеспеченности, который записывается словами, и вычерчивается чертеж-схема армирования колонны.

При необеспеченности прочности необходимо увеличить диаметр стержней (или части их – угловых) и вновь сделать проверку прочности.

Рис. 2.2. Армирование сечения колонны (пример)